綠茶多酚對馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜影響研究

張小燕,趙翔宇,國德賢,彭 勇

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018)

綠茶多酚對馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜影響研究

張小燕,趙翔宇,國德賢,彭 勇*

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018)

為開發(fā)新型抗氧化活性包裝材料,以馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜為基材,研究添加綠茶多酚對復(fù)合膜抗氧化能力、物理性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)影響。結(jié)果表明:添加綠茶多酚顯著(p<0.05)提高了復(fù)合膜DPPH自由基清除能力,添加2%綠茶多酚的復(fù)合膜在3 min內(nèi)自由基清除率達(dá)到94.48%,綠茶多酚添加也顯著(p<0.05)地增強(qiáng)了復(fù)合膜的阻濕性。但添加綠茶多酚增加了復(fù)合膜紅色和黃色、水溶性,降低了膜的柔韌性,紅外光譜顯示添加綠茶多酚影響了-O-H鍵的彎曲和伸縮振動(dòng),干擾了復(fù)合膜體間的氫鍵相互作用。研究結(jié)果表明添加0.5%綠茶多酚既能提高復(fù)合膜的抗氧化能力,又可使復(fù)合膜擁有較好的柔韌性。

綠茶多酚,馬鈴薯淀粉,殼聚糖,活性包裝膜,抗氧化

近年來,隨著人們食品安全意識的增強(qiáng),天然活性包裝材料研發(fā)成為關(guān)注熱點(diǎn)[1-3]。其中,天然高分子生物降解包裝材料主要以天然高分子為基材制造而來,如植物型的淀粉、纖維素、木質(zhì)素等,動(dòng)物型的甲殼素、殼聚糖、明膠等,這些物質(zhì)通過分子間的交聯(lián)作用可以形成結(jié)構(gòu)致密的薄膜材料,完全生物降解,安全性高,可預(yù)防聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等普通塑料制品造成的環(huán)境污染[4-5]。其中,淀粉和殼聚糖等多糖類物質(zhì)來源廣泛、成膜性好,是生物活性包裝膜基材的首選材料[4]。然而,單一的淀粉制成的膜親水性強(qiáng)、膨脹程度高,易受水分影響,干燥后容易碎裂[6],單一的殼聚糖制備的膜成本較高,同時(shí)殼聚糖溶于酸溶劑才能成膜的特性使得殼聚糖的應(yīng)用也受到一定限制[7-8]。因此,為了改善單一膜材料性能的不足,復(fù)合兩種或兩種以上膜材料成為學(xué)者們探索的方向之一[9-10]。Vásconez等[11]研究表明殼聚糖和木薯淀粉可以形成性能較好的膜,殼聚糖可以增加復(fù)合膜的抗菌能力。Shen[12]和Cyras[13]研究也表明淀粉的結(jié)構(gòu)、甘油和殼聚糖的含量均會(huì)影響膜的性能,殼聚糖與淀粉之間主要通過氫鍵起作用。但關(guān)于添加馬鈴薯淀粉以及綠茶多酚對復(fù)合膜產(chǎn)生的影響的研究較少。

綠茶多酚是綠茶提取物中的活性成分,具有極強(qiáng)的抗氧化能力,可清除有害自由基,具有預(yù)防衰老、解毒和抗輻射等多種生理活性[14-15]。綠茶多酚添加至膜中研究處于起步階段,研究表明添加綠茶多酚可以提高殼聚糖膜的抗氧化能力[2],也可以改善聚乙烯醇膜的吸濕特性[3]。然而,對于復(fù)合膜來講,不同膜材料之間存在著相互作用,添加綠茶多酚在淀粉殼聚糖復(fù)合膜中的作用還未見報(bào)道。本研究以馬鈴薯淀粉和殼聚糖復(fù)合膜為基材,制備含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綠茶多酚復(fù)合活性包裝膜,以期為馬鈴薯淀粉的開發(fā)利用和活性抗氧化包裝膜的研制提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

殼聚糖(食品級,脫乙酰度:90.2%) 山東奧康生物科技有限公司：馬鈴薯淀粉 內(nèi)蒙古蒙森農(nóng)業(yè)科技股份有限公司;甘油、吐溫80、乙酸、氯化鈣、氯化鈉、1,1-二苯基-2-苦基肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH),均為分析純 國藥集團(tuán)有限公司;綠茶多酚(茶多酚≥98%) 陜西藤邁生物科技有限責(zé)任公司。

烏式粘度計(jì) 規(guī)格0.8 mm,上海魯玟科學(xué)儀器有限公司;TA-XT2i 質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems有限公司;WSC-S色差儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;Nicolet IS5 傅里葉變換紅外光譜儀 美國熱電科學(xué)儀器公司;恒溫?cái)?shù)顯磁力攪拌器 常州國華電器有限公司;TW-2A循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠;KBF115恒溫恒濕箱 德國Binder儀器有限公司;游標(biāo)卡尺 上海量具刃具廠有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 膜制備 參照鐘宇[6]的方法,將2 g殼聚糖溶于100 mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%乙酸溶液中,25 ℃下磁力攪拌4 h,至殼聚糖完全溶解后,靜置待用。將2 g馬鈴薯淀粉溶于100 mL蒸餾水中,80 ℃水浴加熱15 min,至糊化完全,冷卻。之后,將馬鈴薯淀粉倒入殼聚糖溶液中,再在混合溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的甘油、0.5%的吐溫80,以不添加綠茶多酚作為對照(Control),以質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%、1%、2%的綠茶多酚作為處理組(0.5%GTP、1%GTP、2%GTP),混合后再次磁力攪拌至混合均勻,隨后轉(zhuǎn)移至真空抽氣瓶中真空抽氣0.5 h,去除氣泡。將200 mL復(fù)合膜溶液倒在25 cm×25 cm×1 cm的水平玻璃板上,室溫下干燥48 h成膜,將膜揭下貯藏于53%相對濕度和25 ℃的恒溫恒濕箱中備用。

1.2.2 膜溶液粘度測定 用烏式粘度計(jì)測定復(fù)合膜溶液的粘度,膜溶液注入管中,用秒表準(zhǔn)確記錄液面自玻璃球上部刻度線流至下部刻度線的時(shí)間,重復(fù)3次操作,取平均值。

按下式計(jì)算比濃粘度:

式(1)

式(1)中,η為比濃粘度(mL/g),T1為樣品液流出時(shí)間(s),T0為溶劑水流出時(shí)間(s),c為樣品液的濃度(g/mL)。

1.2.3 膜的厚度、含水量、水蒸汽透過系數(shù)、膨脹和水溶性測定 膜的厚度用精度為0.01 mm的游標(biāo)卡尺測定;含水量為在105 ℃條件下烘干24 h的干基含水量來表示,每組膜3次重復(fù)測定。

水蒸汽透過系數(shù)的測定參照GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸汽性實(shí)驗(yàn)方法》[16],采用杯式法并加以改進(jìn),膜片(60 mm×60 mm)被固定在含有無水氯化鈣(粒徑小于2 mm)的測試杯杯口,氯化鈣與杯口距離小于6 mm。將稱重后的測試杯放入裝有飽和氯化鈉溶液(25 ℃、75%的相對濕度)的干燥器中,使膜內(nèi)外兩側(cè)保持一定的蒸汽壓差,每隔1 d取出稱重,直到質(zhì)量變化小于0.001 g,每組樣品做3次重復(fù)。按下式計(jì)算水蒸汽透過系數(shù):

式(2)

式(2)中,WVP為水蒸氣透過系數(shù)(g/(m·s·Pa)),m為透過膜的水分的質(zhì)量(g);L為膜的厚度(m);A為膜的有效面積(m2);t為水分透過時(shí)間(s);,ΔP為膜兩側(cè)水分蒸汽壓差(Pa)。

膜的膨脹和水溶性參照Silva等[17]的方法,膜(20 mm×20 mm)放入盛有100 mL蒸餾水的燒杯中2 min取出稱重,以膜質(zhì)量的增加量占原始膜質(zhì)量的比值來表示膨脹程度。膜的水溶性測定以膜(20 mm×20 mm)在70 ℃的真空干燥箱中干燥24 h,作為膜的初始干重m0,然后將膜放入30 mL蒸餾水中放置24 h,擦去膜表面水分后將殘留的膜繼續(xù)放入70 ℃的真空干燥箱中干燥24 h,確定最終的膜干重m1,以(m0-m1)×100/m0來表示膜的水溶性。

1.2.4 膜顏色測定 采用色差儀測定,以白板作為色差測定參比,每個(gè)處理測定4次,分別記錄膜的L*、a*、b*值。顏色指數(shù)為L=0(黑色)到L=100(白色),-a(綠色)到+a(紅色),-b(藍(lán)色)到+b(黃色)。

1.2.5 膜力學(xué)性能測定 參照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的測定》方法[18],并適當(dāng)調(diào)整。膜樣品(20 mm×80 mm)以TA 96裝置測定抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率,初始夾距為50 mm,拉伸速率為0.8 mm/s。每組膜6次重復(fù)測定。

1.2.6 DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn) 參照Mayachiew等[19]的方法,并略做修改。膜樣品(20 mm×20 mm)放入盛有100 mL蒸餾水的燒杯中,置恒溫磁力攪拌器上,調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn)速為150 r/min,溫度為(25±0.5) ℃。以蒸餾水為空白對照,于0.5、1、2、3、6、9、15、20 min取樣1 mL溶液加入到4 mL的DPPH甲醇(150 μmol/L)溶液中混勻,避光靜置30 min使清除自由基反應(yīng)充分發(fā)生,用紫外分光光度計(jì)測定516 nm處的吸光度值。按下式計(jì)算DPPH自由基清除率:

式(3)

式(3)中,A1為樣品的吸光值,A2為空白的吸光值。

1.2.7 膜化學(xué)結(jié)構(gòu)測定 膜樣品剪成20 mm×20 mm的方形,在干燥器中干燥2周,用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)的全反射模式進(jìn)行紅外掃描,以觀察膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和基團(tuán)的變化。光譜分辨率為4 cm-1,在4000～500 cm-1范圍內(nèi)掃描32次獲取紅外光譜曲線。

表1 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜物理性能參數(shù)Table 1 Physical properties of potato starch and chitosan composite films in different treatments

注：表中a,b,c,d等表示用鄧肯氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)同一性能在0.05水平上的差異性,字母相同表示差異不顯著,字母不同表示差異顯著。表2同。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)最少重復(fù)3次,數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件處理,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠茶多酚對復(fù)合膜溶液粘度的影響

膜溶液黏度是影響薄膜性能重要指標(biāo)之一。從圖1中可以看出,低濃度(0.5%)綠茶多酚降低了復(fù)合膜溶液粘度,而高濃度的綠茶多酚增加了復(fù)合膜溶液粘度,2% GTP處理粘度比對照增加46.6%,并且,處理和對照間差異顯著(p<0.05)。膜溶液的粘度與膜組分分子間的作用力有關(guān),取決于膜的濃度、pH、溶劑性質(zhì)[7],也取決于膜溶液的組分[2]。淀粉和殼聚糖構(gòu)成的復(fù)合膜溶液主要作用力是分子間氫鍵,當(dāng)添加綠茶多酚于淀粉殼聚糖復(fù)合膜溶液中,綠茶多酚可以插入到淀粉和殼聚糖分子鏈之間,綠茶多酚的羥基干擾分子間原有的氫鍵作用力,會(huì)導(dǎo)致膜性能的變化[3,10]。本實(shí)驗(yàn)中,復(fù)合膜溶液的粘度并不隨著綠茶多酚添加量的增加而增加,可能由于低濃度的綠茶多酚打破了分子間固有的氫鍵作用力,導(dǎo)致了膜溶液組分間的結(jié)合力變?nèi)?、粘度下?而高濃度的綠茶多酚重新構(gòu)建了膜溶液的氫鍵作用,從而導(dǎo)致了粘度的增加。

圖1 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜的比濃粘度Fig.1 The viscosity of potato starch and chitosan composite films in different treatments注:圖中a,b,c,d等表示用鄧肯氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)同一性能在0.05水平上的差異性,字母相同表示差異不顯著,字母不同表示差異顯著。圖2～圖3同。

2.2 綠茶多酚對復(fù)合膜物理性能的影響

從表1可以看出,綠茶多酚加入殼聚糖淀粉復(fù)合膜后,顯著地增加了膜厚度、膨脹程度和水溶性。2%處理組的膜膨脹程度和水溶性分別比對照增加了2.36倍和1.38倍,然而,卻降低了膜的含水量和水蒸氣透過系數(shù),2%GTP處理組的水蒸氣透過系數(shù)僅為對照膜的37.09%。通常情況下,膜的親水性與膜中分子間的氫鍵以及水蒸氣在膜中擴(kuò)散有關(guān)[2-3],淀粉殼聚糖復(fù)合膜中主要是親水性較強(qiáng)的羥基集團(tuán),而添加的綠茶多酚自身含有疏水性的苯環(huán)基團(tuán),苯環(huán)的存在使得膜親水性降低,含水量下降,并且,綠茶多酚的苯環(huán)插入到復(fù)合膜分子鏈之間,也增加了水蒸氣透過膜的距離,使得水蒸氣透過系數(shù)下降。而膜的膨脹程度和水溶性增加,可能涉及水分在膜中的擴(kuò)散、氨基或羧基的電離、氫鍵相互作用,水溶液中由于水分子的進(jìn)入,重新構(gòu)建了分子間的氫鍵,衰弱了綠茶多酚中苯環(huán)的作用,暴露了更多的羥基位點(diǎn),導(dǎo)致膜的吸水膨脹,而膜的吸水膨脹進(jìn)一步加劇了膜的水溶性[20-21]。因此,綜合考慮膜的水溶性和水蒸氣透過系數(shù),以添加低濃度的綠茶多酚有助于提高膜的穩(wěn)定性,尤其在高濕度條件下的穩(wěn)定性。

2.3 綠茶多酚對復(fù)合膜顏色的影響

顏色直接影響到人們的可接受程度,從表2中可以看出,相比于對照組,殼聚糖淀粉復(fù)合膜加入綠茶多酚后,L*值從93.12降低到58.77,下降了36.9%,L*值反映了膜的亮度,亮度越低,膜的色澤越暗。而添加綠茶多酚后,膜的a*和b*值顯著增加,當(dāng)綠茶多酚濃度達(dá)2%時(shí),a*值從-0.90增加到19.80,而b*增加了7.48倍,a*和b*值越大分別代表紅色和黃色越深。Bancirova等[15]研究表明綠茶和紅茶加工工藝不同,茶葉顏色差異明顯。綠茶綠色深,綠茶多酚是從綠茶中提取的多酚類物質(zhì),在提取過程中,綠色易被氧化,呈現(xiàn)出紅黃色[14,22]。而殼聚糖自身的紅色和黃色淺,因此,復(fù)合膜顏色的加深主要是由于綠茶多酚本身的色澤造成的。考慮實(shí)際應(yīng)用,降低綠茶多酚的添加量是降低膜顏色的有效途徑之一,本實(shí)驗(yàn)中,0.5%更易于人們接受。

表2 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜顏色變化Table 2 Colour changes of potato starch and chitosan composite films in different treatments

2.4 綠茶多酚對復(fù)合膜力學(xué)性能的影響

從圖2可以看出,復(fù)合膜的抗拉強(qiáng)度隨著綠茶多酚濃度的增加而增加。0.5% GTP和1% GTP與對照組差異不明顯(p>0.05),2% GTP處理組抗拉強(qiáng)度比對照增加了18.33%,差異顯著(p<0.05)。0.5% GTP對復(fù)合膜的斷裂伸長率影響不大,1% GTP和2% GTP顯著地降低了復(fù)合膜斷裂伸長率,2% GTP處理組比對照下降了62.43%。膜的力學(xué)性能與膜結(jié)晶結(jié)構(gòu)和分子間的作用力有關(guān),殼聚糖和淀粉復(fù)合膜的作用力主要是淀粉和殼聚糖分子鏈結(jié)合力、羥基之間的氫鍵作用以及與增塑劑等小分子物質(zhì)間的相互作用,抗拉強(qiáng)度主要與分子鏈結(jié)合力有關(guān),斷裂伸長率主要與分子鏈的移動(dòng)有關(guān),而分子鏈的移動(dòng)主要涉及氫鍵相互作用[11,23]。添加2%綠茶多酚導(dǎo)致膜抗拉強(qiáng)度增加,可能由于2%濃度較高,改變了淀粉和殼聚糖分子鏈間的結(jié)合位點(diǎn),增強(qiáng)分子鏈結(jié)合力所致。而斷裂伸長率下降可能由于綠茶多酚中苯環(huán)的疏水作用,導(dǎo)致了羥基位點(diǎn)較少,氫鍵作用力下降,膜的斷裂伸長率降低。因此,為了穩(wěn)定膜的力學(xué)性能,以添加0.5%綠茶多酚效果較好。

圖2 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率Fig.2 Tensile strength and elongation at break of potato starch and chitosan composite films in different treatments

2.5 綠茶多酚對復(fù)合膜抗氧化能力的影響

DPPH自由基清除能力評價(jià)被認(rèn)為是測定物質(zhì)抗氧化能力的標(biāo)準(zhǔn)方法之一[24]。由圖3可以看出,對照膜的DPPH自由基清除能力很弱,水溶液中幾乎檢測不到。而隨著綠茶多酚添加量增加,復(fù)合膜達(dá)到最大DPPH自由基清除率的時(shí)間逐漸縮短,2%GTP處理組在3 min即可達(dá)到最大DPPH自由基清除率。DPPH自由基清除率的變化反映了復(fù)合膜中綠茶多酚向水中的釋放情況,而釋放程度的差異與復(fù)合膜在水中的溶脹密切相關(guān)[25]。在15 min時(shí),0.5%GTP處理組的DPPH自由基清除率也達(dá)到最大,即添加0.5%綠茶多酚仍有很強(qiáng)的抗氧化能力,但達(dá)到最大自由基清除率的時(shí)間與綠茶多酚濃度有關(guān)。我們之前的研究表明添加0.5%綠茶多酚于單一殼聚糖膜時(shí),5 min達(dá)到最大DPPH自由基清除率[2],這種差異可能由于馬鈴薯淀粉和殼聚糖分子間的結(jié)合力比單一殼聚糖的結(jié)合力強(qiáng),分子鏈更牢固,水分子不容易滲透到膜內(nèi),也導(dǎo)致膜中綠茶多酚難以從膜中釋放出來。

圖3 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜抗氧化能力Fig.3 Antioxidant ability of potato starch and chitosan composite films in different treatments

2.6 綠茶多酚對復(fù)合膜分子組成影響

從圖4可以看出,復(fù)合膜材料的特征光譜主要發(fā)生在3286 cm-1處(O-H伸縮振動(dòng))、2925 cm-1處(CH2形變和N-H鍵振動(dòng))、1555 cm-1處(C=C鍵伸縮振動(dòng)和N-H鍵彎曲)、1410 cm-1處和1378 cm-1處(-CH2和-CH3的對稱形變)、1257 cm-1處(-O-H鍵彎曲),1027 cm-1處(C-O鍵伸縮)和指紋區(qū)650～900 cm-1處(苯環(huán)骨架變形振動(dòng))。

圖4 不同處理馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.4 Chemical structure of potato starch and chitosan composite films in different treatments

相比于純殼聚糖膜(Chitosan,CH),馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜(CH-S)在3286 cm-1處和1027 cm-1處的峰值變大,而在1555 cm-1處、1410 cm-1處、1378 cm-1處和1257 cm-1處的峰值變小,表明殼聚糖和馬鈴薯淀粉之間存在著氫鍵的相互作用,并且馬鈴薯淀粉的加入會(huì)影響殼聚糖自身分子鏈的N-H鍵[13]。而添加綠茶多酚后,明顯影響了復(fù)合膜O-H伸縮振動(dòng)和-O-H鍵的彎曲,3286 cm-1處和1257 cm-1處的峰發(fā)生變化,表明綠茶多酚部分抵消了殼聚糖對淀粉的作用力,綠茶多酚中的苯環(huán)可能對-O-H鍵彎曲起著重要作用,物理性能表現(xiàn)為復(fù)合膜水溶性增加,柔韌性下降[21,26]。綠茶多酚加入復(fù)合膜后,1555 cm-1處發(fā)生明顯變化,反映出綠茶多酚影響了復(fù)合膜C=C鍵伸縮振動(dòng)和N-H鍵彎曲,而650～900 cm-1處的變化主要涉及苯環(huán)變形振動(dòng),反映出苯環(huán)數(shù)量可能是影響復(fù)合膜性能的主要因素之一[22]。

3 結(jié)論

添加綠茶多酚顯著提高了馬鈴薯淀粉殼聚糖復(fù)合膜的抗氧化能力,相比于對照組,添加綠茶多酚提高了膜的DPPH自由基清除率,延緩了膜中抗氧化物質(zhì)在水中的釋放速率。相比于1%和2%的添加量,添加0.5%綠茶多酚達(dá)到最大自由基清除率的時(shí)間最長,制備的膜性能最穩(wěn)定,膨脹和水溶性小,膜的柔韌性好。并且,0.5%綠茶多酚對復(fù)合膜的亮度、紅色和黃色影響最小,但低濃度的綠茶多酚不如高濃度的膜阻濕性好。綜合考慮,在馬鈴薯淀粉/殼聚糖復(fù)合膜的制備中,適宜的綠茶多酚添加量0.5%。

膜的化學(xué)組成反映出綠茶多酚與馬鈴薯淀粉和殼聚糖之間存在著相互作用,綠茶多酚的苯環(huán)和羥基可能是影響復(fù)合膜性能的主要因素,但具體作用機(jī)制仍不清楚,將來對復(fù)合膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能進(jìn)行深入研究。并且,為了降低膜的顏色,進(jìn)一步研究添加0～0.5%綠茶多酚對復(fù)合膜抗氧化性及物理性能的影響尤為必要。

[1]Park S,Zhao Y. Incorporation of a high concentration of mineral or vitamin into chitosan-based films [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2004,52(7):1933-1939.

[2]彭勇,李云飛,項(xiàng)凱翔. 綠茶多酚提高殼聚糖包裝膜的抗氧化性能[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(14):269-276.

[3]陳晨偉,段恒,賀璇璇,等. 茶多酚改性對聚乙烯醇膜吸濕特性及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學(xué),2016,37(1):40-44.

[4]Rojas-Graü M A,Soliva-Fortuny R,Martin-Belloso O. Edible coatings to incorporate active ingredients to fresh-cut fruits:a review [J]. Trends in Food Science and Technology,2009,20(10):438-447.

[5]畢會(huì)敏,馬中蘇,閆革華,等. 馬鈴薯淀粉基可食薄膜的研究[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版,2003,33(4):109-112.

[6]鐘宇. 葛根淀粉基可食性包裝膜物化與抗菌性能的研究[D].上海:上海交通大學(xué),2012:27-29.

[7]王偉,徐德時(shí). 殼聚糖濃溶液流變學(xué)性質(zhì)研究-溶劑性質(zhì)的依賴性 [J]. 化學(xué)學(xué)報(bào),1994,52(3):243-247.

[8]岳曉華,沈月新. 可食性殼聚糖膜性能的研究[J]. 食品科學(xué),2002,23(8):62-67.

[9]尹璐,彭勇,于華寧,等. 中心組合實(shí)驗(yàn)優(yōu)化葛根淀粉-殼聚糖復(fù)合膜性能[J].食品科學(xué),2013,34(8):6-11.

[10]Pelissari F M,Yamashita F,Garcla M A,et al. Constrained mixture design applied to the development of cassava starch-chitosan blown films [J]. Journal of Food Engineering,2012,108(2):262-267.

[11]Vásconez M B,Flores S K,Campos C A,et al. Antimicrobial activity and physical properties of chitosan-tapioca starch based edible films and coatings [J]. Food Research International,2009,42(7):762-769.

[12]Shen X L,Wu J M,Chen Y,et al. Antimicrobial and physical

properties of sweet potato starch films incorporated with potassium sorbate or chitosan [J]. Food Hydrocolloids,2010,24(4):285-290.

[13]Cyras V P,Zenklusen M C T,Vazquez A. Relationship between structure and properties of modified potato starch biodegradable films[J]. Journal of Applied Polymer Science,2006,101(6):4313-4319.

[14]楊賢強(qiáng),曹明富,沈生榮,等. 茶多酚生物學(xué)活性的研究[J]. 茶葉科學(xué),1993(1):51-59.

[15]Bancirova M. Comparison of the antioxidant capacity and the antimicrobial activity of black and green tea [J]. Food Research International,2010,43(11):1379-1382.

[16]全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 1037-1988,塑料薄膜和片材透水蒸氣性實(shí)驗(yàn)方法(杯式法)[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1989.

[17]Silva M A,Bierhalz A C K,Kieckbusch T G. Alginate and pectin composite films crosslinked with Ca2+ions:Effect of the plasticizer concentration [J]. Carbohydrate Polymers,2009,77(4):736-742.

[18]全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 1040.3-2006,塑料-拉伸性能的測定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[19]Mayachiew P,Devahastin S. Effects of drying methods and conditions on release characteristics of edible chitosan films enriched with Indian gooseberry extract [J]. Food Chemistry,2010,118(3):594-601.

[20]梅瑜,王玏縈,饒桂維,等.響應(yīng)面法優(yōu)化馬鈴薯淀粉基復(fù)合膜的制備工藝[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,27(6):1083-1088.

[21]Mathew S,Brahmakumar M,Abraham T E. Microstructural imaging and characterization of the mechanical,chemical,thermal,and swelling properties of starch-chitosan blend films [J]. Biopolymers,2006,82(2):176-187.

[22]Peng Y,Wu Y,Li Y. Development of tea extracts and chitosan composite films for active packaging materials [J]. International Journal of Biological Macromolecules,2013,59(4):282-289.

[23]鄭優(yōu),賈亮,段蓉,等.響應(yīng)面法優(yōu)化殼聚糖/核桃蛋白復(fù)合膜的制備工藝[J].食品工業(yè)科技,2016,37(21):274-279.

[24]勾明玥,劉梁,張春枝.采用DPPH法測定26種植物的抗氧化活性[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36(3):148-150.

[25]Buonocore G G,Del Nobile M A,Panizza A,et al. A general approach to describe the antimicrobial agent release from highly swellable films intended for food packaging applications [J]. Journal of Control Release,2003,90(1):97-107.

[26]Lawrie G,Keen M,Drew B,et al. Interactions between alginate and chitosan biopolymers characterized using FTIR and XPS [J]. Biomacromolecules,2007,8(8):2533-2541.

Effect of green tea polyphenols on properties of potato starch-chitosan composite film

ZHANG Xiao-yan,ZHAO Xiang-yu,GUO De-xian,PENG Yong*

(College of Food Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018,China)

In order to develop a new active antioxidant packaging material,the effects of green tea polyphenols(GTP)on the physical,antioxidant and structural properties of the potato starch-chitosan based films were investigated. The results showed that DPPH radical scavenging rate of composite films were enhanced significantly with the addition of GTP,and DPPH radical scavenging rate achieved 94.48% with 2% GTP treatment in 3 min. The addition of green tea polyphenols also decreased water vapor permeability of composite films. However,green tea polyphenols increased the red and yellow color,water solubility,whereas caused the decrease of film flexibility. The changes in physical properties were attributed to the hydroxyl interaction between chitosan-starch and green tea polyphenols according to the FTIR. The results showed that the addition of 0.5% green tea polyphenols could not only improve the antioxidant quality of films,but also have better flexibility.

green tea polyphenols;potato starch;chitosan;active packaging film;antioxidant

2017-01-13

張小燕(1983-)，女，博士，講師，研究方向：食品功能性成分研究，E-mail：06zhangxiaoyan@163.com。

*通訊作者:彭勇(1980-)，男，博士，講師，研究方向：食品貯藏保鮮，E-mail：pengyongxyz@sina.com。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金(055-24037)；中國博士后科學(xué)基金面上資助 (2016M592228)。

TS206.4

A

1002-0306(2017)15-0233-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.043